L’obstacle de la tuyauterie
Un réservoir de stockage de produits chimiques nécessite une mise à niveau du chauffage. Le réservoir est doté d'une buse à bride DN150 disponible pour l'insertion d'un échangeur de chaleur. L'espace au-dessus de la buse est encombré par les canalisations existantes -les conduites de remplissage de produits, les collecteurs d'aération et les conduits d'instruments-tous installés il y a des décennies. Le retrait ou le déplacement de cette tuyauterie pour créer un espace libre pour un échangeur de chaleur rigide standard nécessiterait un arrêt de l'usine de plusieurs jours, des permis de travail à chaud étendus et un coût substantiel.
Le défi : concevoir un échangeur thermique en PTFE pouvant traverser la buse DN150 et être assemblé à l'intérieur du réservoir, sans nécessiter de dépose de tuyauterie au-dessus de la buse. L'échangeur doit être suffisamment flexible pour naviguer dans l'espace aérien confiné lors de l'insertion, tout en étant structurellement stable une fois installé.
La conception d'insertion flexible
La solution est un échangeur de chaleur en PTFE conçu pour une insertion séquentielle : les composants du cadre de support entrent en premier, s'assemblent à l'intérieur du réservoir, puis le faisceau de tubes est alimenté à travers la buse, tube par tube ou en petits groupes, en se connectant aux collecteurs prépositionnés à l'intérieur du réservoir.
Le cadre de support est fabriqué à partir de sections structurelles en PTFE boulonnées ensemble à l’intérieur du réservoir. Chaque composant du cadre est dimensionné pour passer individuellement à travers la buse DN150. Les composants sont descendus à travers la buse à l'aide d'une corde ou d'un câble, positionnés par un technicien qui pénètre dans le réservoir par un passage d'homme séparé et assemblés en place. Le cadre assemblé fournit les points de montage pour les collecteurs et les supports de tubes.
Le faisceau de tubes est installé depuis l’extérieur du réservoir. Des tubes PTFE individuels, pré-coupés aux longueurs requises, sont introduits dans la buse un par un ou en petits faisceaux. L'extrémité avant de chaque tube est guidée à travers les plaques de support à l'intérieur du réservoir et reliée au collecteur le plus éloigné par un technicien à l'intérieur du réservoir. L'extrémité arrière se connecte au collecteur le plus proche, accessible depuis l'ouverture de la buse.
Tableau 1 : Buse-Paramètres de conception de l'échangeur de chaleur en PTFE modernisable (buse DN150, réservoir de 8 000 litres)
| Paramètre de conception | Spécification | Justification technique |
|---|---|---|
| Diamètre interne de la buse | 150mm | Détermine la taille maximale des composants |
| Dimension maximale du composant du cadre | 140 mm × 500 mm | Passe en diagonale à travers la buse avec un jeu |
| Nombre de composants du cadre | 4 (2 rails, 2 traverses-) | Réduit les-étapes d'assemblage du réservoir |
| Tube OD × paroi | 8 mm × 0,8 mm | Diamètre plus petit pour une manipulation plus facile |
| Nombre de tubes | 80 | Dimensionné pour une puissance de chauffage de 30 kW |
| Méthode d'installation des tubes | Alimentation individuelle par buse | Aucun composant ne dépasse le diamètre de la buse |
| Connexion du tube-à-en-tête | Raccord à compression PTFE, serré à la main- | Accessible depuis la buse ou le passage d'homme |
| Dans-outils d'assemblage de réservoirs | Outils à main standards ; pas de travail à chaud | Exigences de sécurité dans les espaces confinés |
| Temps d'installation (équipe de 2 personnes) | 6-8 heures | Quart de travail unique ; pas de dépose de tuyauterie |
| Dégagement de montage au-dessus de la buse | 300 mm minimum | Pour l'alimentation par sonde et l'accès manuel du technicien |
Le protocole de sécurité des espaces confinés
L'assemblage à l'intérieur du réservoir nécessite une entrée dans un espace confiné. Le réservoir est vidé, nettoyé, testé-au gaz et un permis d'entrée dans un espace confiné est délivré. Une ventilation continue est maintenue. Une personne de réserve est positionnée au niveau du passage d'homme et communique avec le technicien à l'intérieur. La procédure d'assemblage est documentée-par-étape et le technicien est formé sur la séquence d'assemblage spécifique avant d'entrer.
Tous les outils et composants entrant dans le réservoir sont comptabilisés sur une liste de contrôle. Aucun objet en vrac n'est autorisé. L'assemblage s'effectue du point le plus éloigné du passage d'homme vers le passage d'homme, garantissant ainsi que le chemin de sortie du technicien reste dégagé.
La fonctionnalité à long terme-
La conception de la buse-rénovée doit être utilisable tout au long de sa durée de vie. Les connexions du tube-au-collecteur sont accessibles pour inspection et resserrer-depuis l'intérieur du réservoir lors de l'entretien programmé. Si un tube doit être remplacé, il peut être déconnecté des deux collecteurs et retiré par la buse sans démonter l'ensemble de l'échangeur.
La conception modulaire du cadre permet de remplacer les composants individuels du cadre s'ils subissent des dommages mécaniques. L'ensemble de l'échangeur peut être démonté et retiré par la buse dans l'ordre inverse de l'installation.
Résumé
Un échangeur de chaleur en PTFE installé via une buse de réservoir existante sans retirer la tuyauterie aérienne utilise un cadre modulaire assemblé à l'intérieur du réservoir et des tubes alimentés individuellement à travers la buse. La conception élimine le besoin de retirer la tuyauterie, de travailler à chaud ou de modifier le réservoir. L'installation est effectuée en une seule équipe par une équipe de deux -personnes.
La construction modulaire permet une maintenance future, le remplacement des tubes et un éventuel démontage sans couper ni casser les connexions du réservoir. La démarche est applicable à tout réservoir disposant d'une tuyère accessible et d'un volume interne suffisant pour l'échangeur assemblé.
Une assistance technique pour la conception d'un échangeur de chaleur en PTFE adaptable à la buse-est disponible sur présentation des dessins du réservoir, des dimensions et de l'emplacement de la buse, du dégagement en hauteur, de la fonction de chauffage et de toute obstruction interne existante.
